KR100808997B1 - Fuse and method disconnecting the fuse - Google Patents

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Abstract

본 발명은 퓨즈 회로를 크게 하지 않고, 층간 절연막의 크랙을 방지할 수 있는 동시에, 퓨즈 절단 전후에서 큰 저항 변화를 얻을 수 있는 퓨즈 소자 및 그 절단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a fuse element and a method of cutting the same, which can prevent cracking of the interlayer insulating film without increasing the fuse circuit and at the same time obtain a large resistance change before and after cutting the fuse.

실리콘층을 포함하는 배선부(14)와, 배선부(14)의 일단 측에 접속된 콘택트부(20b)와, 배선부(14)의 타단 측에 접속된 콘택트부(20a)를 갖는 퓨즈 소자에 있어서, 콘택트부(20b)로부터 콘택트부(20a)에 배선부(14)를 통하여 전류를 흘리고, 콘택트부(20a)의 금속 재료를 실리콘층 중으로 마이그레이션(migration)시킴으로써, 배선부(14)와 콘택트부(20a) 사이의 접속 저항을 변화시킨다. A fuse element having a wiring portion 14 including a silicon layer, a contact portion 20b connected to one end side of the wiring portion 14, and a contact portion 20a connected to the other end side of the wiring portion 14; In this case, a current flows from the contact portion 20b to the contact portion 20a through the wiring portion 14, and the metal material of the contact portion 20a is migrated into the silicon layer, thereby providing the wiring portion 14 with the wiring portion 14. The connection resistance between the contact portions 20a is changed.

소자 분리막, 콘택트 플러그, 배선부, 콘택트부, 퓨즈 소자, Device isolation film, contact plug, wiring part, contact part, fuse element,

Description

퓨즈 소자 및 그 절단 방법{FUSE AND METHOD DISCONNECTING THE FUSE}Fuse element and its cutting method {FUSE AND METHOD DISCONNECTING THE FUSE}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 평면도. 1 is a plan view showing the structure of a fuse element according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 개략적인 단면도. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a fuse element according to a first embodiment of the present invention;

도 3은 퓨즈 회로의 일례를 나타내는 회로도. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a fuse circuit.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 퓨즈의 절단 방법을 나타내는 개략적인 단면도. 4 is a schematic cross-sectional view showing a method of cutting a fuse according to a first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 퓨즈 소자의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 1). Fig. 5 is a cross sectional view of the manufacturing method of the fuse device according to the first embodiment of the present invention (No. 1).

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 퓨즈 소자의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 2). Fig. 6 is a cross sectional view (No. 2) showing a method for manufacturing a fuse element according to the first embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 개략적인 단면도. 7 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a fuse element according to a second embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 다른 퓨즈의 절단 방법을 나타내는 개략적인 단면도. 8 is a schematic cross-sectional view showing a method of cutting another fuse according to a second embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 평면도. 9 is a plan view showing the structure of a fuse element according to a third embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 개략적 인 단면도. 10 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a fuse element according to a third embodiment of the present invention;

도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 평면도. Fig. 11 is a plan view showing the structure of a fuse element according to a fourth embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 개략적인 단면도. 12 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a fuse element according to a fourth embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 평면도. 13 is a plan view showing the structure of a fuse device according to a fifth embodiment of the present invention;

도 14는 본 발명의 제 6 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 평면도. 14 is a plan view showing the structure of a fuse element according to a sixth embodiment of the present invention;

도 15는 본 발명의 제 6 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 개략적인 단면도. 15 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a fuse element according to a sixth embodiment of the present invention;

도 16은 본 발명의 제 7 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 개략적인 단면도. Fig. 16 is a schematic sectional view showing the structure of a fuse element according to the seventh embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings

10 : 실리콘 기판10: silicon substrate

12 : 소자 분리막12: device isolation film

14 : 퓨즈14: fuse

16 : 층간 절연막16: interlayer insulation film

18 : 컨택트홀18: contact hole

20 : 콘택트 플러그20: contact plug

22 : 메탈 배선22: metal wiring

24 : 폴리 실리콘막24: polysilicon film

26 : 금속 실리사이드막26: metal silicide film

28 : 절연막28: insulating film

30 : 퓨즈 소자30: fuse element

32, 34 : 센스용 트랜지스터32, 34: transistor for sense

36 : 퓨즈 절단용 트랜지스터36: Fuse Cutting Transistor

40 : SOI기판40: SOI substrate

42 : 매립 절연막42: buried insulation film

44 : SOI층44: SOI layer

본 발명은 퓨즈 소자 및 그 절단 방법에 관한 것으로, 특히 전기적으로 절단하여 회로를 재구성할 수 있는 퓨즈 소자 및 그 절단 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuse element and a method of cutting the same, and more particularly, to a fuse element and a method of cutting the same which can be electrically cut to reconfigure a circuit.

DRAM이나 SRAM 등의 메모리 디바이스나 로직 디바이스 등의 반도체 장치는 다수의 소자로 구성되지만, 제조 공정 상의 여러가지 요인에 의해 일부의 회로나 메모리 셀이 정상 동작하지 않는 경우가 있다. 이 경우, 일부의 회로나 메모리 셀의 불량에 의해 장치 전체를 불량으로 취급한다면, 제조 수율을 저하시켜 나아가서는 제조 비용의 증가에도 영향을 준다. 이 때문에, 최근의 반도체 장치에서는 불 량 회로나 불량 메모리 셀을 미리 준비해 둔 용장(冗長) 회로나 용장 메모리 셀로 전환하여 양품(良品)으로 함으로써, 불량품을 구제하는 것이 행하여지고 있다.Although a semiconductor device such as a memory device such as a DRAM or an SRAM, a logic device or the like is composed of a plurality of elements, some circuits and memory cells may not operate normally due to various factors in the manufacturing process. In this case, if the entire apparatus is treated as defective due to a defect in some circuits or memory cells, the manufacturing yield is lowered, which also affects an increase in manufacturing cost. For this reason, in recent semiconductor devices, defective products are repaired by converting them into redundant circuits or redundant memory cells in which defective circuits or defective memory cells are prepared in advance.

또한, 다른 기능을 갖는 복수의 회로를 일체로 하여 구성한 후에 장치 기능을 전환하는 반도체 장치나, 소정의 회로를 구성한 후에 장치 특성을 조정하는 반도체 장치도 존재한다.There are also semiconductor devices for switching device functions after forming a plurality of circuits having different functions integrally, or semiconductor devices for adjusting device characteristics after configuring a predetermined circuit.

종래, 이러한 반도체 장치의 재구축은 반도체 장치에 미리 복수의 퓨즈 소자를 구비한 퓨즈 회로를 실장해 두고, 동작 시험 등의 뒤에 상기 퓨즈를 절단함으로써 행하여지고 있다.Background Art Conventionally, such a reconstruction of a semiconductor device is performed by mounting a fuse circuit having a plurality of fuse elements in a semiconductor device in advance and cutting the fuse after an operation test or the like.

퓨즈를 절단하는 방법으로서는, 퓨즈를 구성하는 폴리 실리콘층에 고전류를 흘려서 자기 발열시켜 퓨즈를 용단(溶斷)하는 방법이나, 폴리 실리콘층과 실리사이드층의 적층막으로 이루어지는 퓨즈에 전류를 흘림으로써 실리사이드를 응집시켜서 퓨즈의 저항을 증대시키는 방법(예를 들면 특허문헌 1 참조) 등이 알려져 있다. As a method of cutting a fuse, a method of melting a fuse by self-heating by flowing a high current through the polysilicon layer constituting the fuse, or silicide by flowing a current through a fuse made of a laminated film of the polysilicon layer and the silicide layer And a method of increasing the resistance of the fuse by agglomerating (for example, refer to Patent Document 1).

[특허문헌 1] 일본국 특표평 11-512879호 공보.[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 11-512879.

그러나, 퓨즈에 전류를 흘려서 용단하는 방법은, 폴리 실리콘을 용단하기 위해서 대전류가 필요하고, 이것을 제어하는 트랜지스터나 전류를 공급하는 배선 등이 커져 버려, 퓨즈 회로의 축소화가 곤란하였다. 또한, 용단 시에 폴리 실리콘층의 폭발이 일어나 퓨즈 상의 층간 절연막에 크랙이 들어가는 경우가 있다. 크랙이 성장하면, 최악일 경우, 퓨즈 근방에 있는 배선층까지 크랙이 연장되어 배선층을 단선시키는 등의 문제를 야기한다. 층간 절연막의 크랙을 방지하기 위해서는 가드 링을 설치하는 것이 유효하지만, 퓨즈 회로의 면적이 커져버린다.However, in the method of melting the current by flowing the fuse, a large current is required to melt the polysilicon, and a transistor for controlling this, a wiring for supplying the current, etc. become large, and it is difficult to reduce the fuse circuit. In addition, an explosion of the polysilicon layer may occur during melting, and cracks may enter the interlayer insulating film on the fuse. When the crack grows, in the worst case, the crack extends to the wiring layer near the fuse, causing problems such as disconnection of the wiring layer. In order to prevent the crack of an interlayer insulation film, it is effective to provide a guard ring, but the area of a fuse circuit becomes large.

또한, 실리사이드를 응집시키는 방법에서는, 실리사이드층을 사용하여 퓨즈를 구성하는 것이 불가결하다. 또한, 응집하는 것은 실리사이드층뿐이며, 하층에는 폴리 실리콘층이 그대로 잔존한다. 이 때문에, 퓨즈 부분의 저항 상승은 10배 정도가 되어 퓨즈의 절단 판정이 곤란하였다.In the method of agglomerating silicides, it is essential to construct a fuse using a silicide layer. Incidentally, only the silicide layer aggregates, and the polysilicon layer remains as it is in the lower layer. For this reason, the resistance increase of the fuse part was about 10 times, and it was difficult to determine the fuse break.

본 발명의 목적은 퓨즈 회로를 크게 하지 않고, 층간 절연막의 크랙을 방지할 수 있는 동시에, 퓨즈 절단 전후에서 큰 저항 변화를 얻을 수 있는 퓨즈 소자 및 그 절단 방법을 제공하는 것에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuse element and a method of cutting the same, which can prevent cracking of the interlayer insulating film without increasing the fuse circuit and at the same time obtain a large resistance change before and after cutting the fuse.

본 발명의 하나의 관점에 의하면, 실리콘층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하는 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하는 제 2 콘택트부를 갖는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자가 제공된다.According to one aspect of the present invention, a wiring portion including a silicon layer is connected to one end side of the wiring portion, a first contact portion containing a metal material, and the other end side of the wiring portion, Provided is a fuse device having a second contact portion that includes.

또한, 본 발명의 다른 관점에 의하면, 실리콘층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하는 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하는 제 2 콘택트부를 갖는 퓨즈 소자로서, 절단 후에는 상기 제 2 콘택트부를 구성하는 상기 금속 재료의 적어도 일부가 상기 배선부 내에 이동해 있어, 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부가 전기적으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자가 제공된다. According to another aspect of the present invention, a wiring portion including a silicon layer is connected to one end side of the wiring portion, and is connected to a first contact portion containing a metal material and the other end side of the wiring portion. A fuse element having a second contact portion comprising a, wherein after cutting, at least a part of the metal material constituting the second contact portion is moved in the wiring portion, and the wiring portion and the second contact portion are electrically separated from each other. Provided is a fuse element characterized in that.

또한, 본 발명의 또 다른 관점에 의하면, 실리콘층과 상기 실리콘층 위에 형 성된 금속 실리사이드층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속된 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속된 제 2 콘택트부를 갖는 퓨즈 소자로서, 절단 후에는 상기 금속 실리사이드층을 구성하는 금속 재료의 적어도 일부가 상기 제 1 콘택트부 측으로 이동하고 있어, 상기 제 2 콘택트부가 상기 실리콘층에 접하고 있는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자가 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a wiring portion including a silicon layer and a metal silicide layer formed on the silicon layer, a first contact portion connected to one end of the wiring portion, and the other end side of the wiring portion. A fuse device having a connected second contact portion, wherein after cutting, at least a part of the metal material constituting the metal silicide layer is moved toward the first contact portion, and the second contact portion is in contact with the silicon layer. A fuse element is provided.

또한, 본 발명의 또 다른의 관점에 의하면, 실리콘층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속된 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하는 제 2 콘택트부를 갖는 퓨즈 소자의 절단 방법으로서, 상기 제 1 콘택트부로부터 상기 제 2 콘택트부에 상기 배선부를 통하여 전류를 흘리고, 상기 제 2 콘택트부의 상기 금속 재료를 상기 실리콘층 중으로 마이그레이션시킴으로써, 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부 사이의 접속 저항을 변화시키는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자의 절단 방법이 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a wiring portion including a silicon layer, a first contact portion connected to one end side of the wiring portion, and a second material connected to the other end side of the wiring portion. A method of cutting a fuse element having two contact portions, wherein the current flows from the first contact portion to the second contact portion through the wiring portion and migrates the metal material of the second contact portion into the silicon layer. And a connection resistance between the second contact portion and the second contact portion is provided.

또한 본 발명의 또 다른의 관점에 의하면, 실리콘층과 상기 실리콘층 위에 형성된 금속 실리사이드층을 갖는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속된 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속된 제 2 콘택트부를 갖는 퓨즈 소자의 절단 방법으로서, 상기 제 1 콘택트부로부터 상기 제 2 콘택트부에 상기 배선부를 통하여 전류를 흘리고, 상기 금속 실리사이드층을 구성하는 금속 재료를 상기 제 1 콘택트부 측으로 마이그레이션시킴으로써, 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부 사이의 접속 저항을 변화시키는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자의 절단 방법이 제공된다. According to still another aspect of the present invention, there is provided a wiring portion having a silicon layer and a metal silicide layer formed on the silicon layer, a first contact portion connected to one end side of the wiring portion, and an other end side of the wiring portion. A method of cutting a fuse element having a second contact portion, wherein a current flows from the first contact portion to the second contact portion through the wiring portion, thereby migrating a metal material constituting the metal silicide layer to the first contact portion side. And a connection resistance between the wiring portion and the second contact portion is changed.

[제 1 실시예][First Embodiment]

본 발명의 제 1 실시예에 의한 퓨즈 소자 및 그 절단 방법에 대해서 도 1 내지 도 6을 사용하여 설명한다. A fuse element and a cutting method thereof according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Figs.

도 1은 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 개략적인 단면도이며, 도 3은 퓨즈 회로의 일레를 나타내는 회로도이고, 도 4는 본 실시예에 의한 퓨즈 절단 방법을 나타내는 개략적인 단면도이며, 도 5 및 도 6은 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이다.FIG. 1 is a plan view showing the structure of a fuse element according to the present embodiment, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the fuse element according to the present embodiment, FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a fuse circuit, and FIG. Is a schematic sectional drawing which shows the fuse cutting method by this Example, and FIG. 5 and FIG. 6 are process sectional drawing which shows the manufacturing method of the fuse element by this Example.

처음에, 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조에 대해서 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다.First, the structure of the fuse element according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

실리콘 기판(10)의 주(主) 표면에는 활성 영역을 획정하는 소자 분리막(12)이 형성되어 있다. 소자 분리막(12) 위에는 폴리 실리콘으로 이루어지는 배선부(14)가 형성되어 있다. 배선부(14)가 형성된 실리콘 기판(10) 위에는 층간 절연막(16)이 형성되어 있다. 층간 절연막(16)에는 배선부(14)의 양단부에 접속된 콘택트 플러그(20a, 20b)가 매립되어 있다. 이렇게 해서, 콘택트 플러그(20b) (제 1 콘택트부), 배선부(14) 및 콘택트 플러그(20a)(제 2 콘택트부)가 직렬 접속되어 이루어지는 퓨즈 소자가 구성되어 있다. An element isolation film 12 defining an active region is formed on a main surface of the silicon substrate 10. The wiring portion 14 made of polysilicon is formed on the device isolation film 12. An interlayer insulating film 16 is formed on the silicon substrate 10 on which the wiring portion 14 is formed. Contact plugs 20a and 20b connected to both ends of the wiring portion 14 are embedded in the interlayer insulating film 16. In this way, the fuse element by which the contact plug 20b (1st contact part), the wiring part 14, and the contact plug 20a (2nd contact part) are connected in series is comprised.

콘택트 플러그(20a, 20b)가 매립된 층간 절연막(16) 위에는, 콘택트 플러그(20a)를 통하여 배선부(14)의 일단에 접속된 메탈 배선(22a)과, 콘택트 플러그(20b)를 통하여 배선부(14)의 타단에 접속된 메탈 배선(22b)이 형성되어 있다. 또 한, 메탈 배선(22a)은 음극 측의 배선이며, 메탈 배선(22b)은 양극 측의 배선인 것으로 한다.On the interlayer insulating film 16 in which the contact plugs 20a and 20b are embedded, the metal wiring 22a connected to one end of the wiring portion 14 via the contact plug 20a and the wiring portion through the contact plug 20b. The metal wiring 22b connected to the other end of 14 is formed. In addition, it is assumed that the metal wiring 22a is the wiring on the cathode side, and the metal wiring 22b is the wiring on the anode side.

이와 같이, 본 실시예에 의한 퓨즈 소자는 배선부(14)와, 배선부(14)의 일단 측에 접속된 콘택트 플러그(20b)(제 1 콘택트부)와, 배선부(14)의 타단 측에 접속된 콘택트 플러그(20a)(제 2 콘택트부)를 갖는 것에 주된 특징이 있다. 본 실시예에 의한 퓨즈 소자는 배선부와 콘택트부 사이의 접속 저항을 변화시키는 것이며, 배선부와 콘택트부를 가짐으로써 퓨즈로서 기능한다. 이 점이, 폴리 실리콘 배선이나 폴리 사이드 배선 자체의 저항치를 변화시키는 종래의 퓨즈 소자와는 다르다.As described above, the fuse element according to the present embodiment includes the wiring portion 14, the contact plug 20b (first contact portion) connected to one end side of the wiring portion 14, and the other end side of the wiring portion 14. The main feature is to have a contact plug 20a (second contact portion) connected to the second plug portion. The fuse element according to the present embodiment changes the connection resistance between the wiring portion and the contact portion, and functions as a fuse by having the wiring portion and the contact portion. This point differs from the conventional fuse element which changes the resistance value of polysilicon wiring or polyside wiring itself.

도 1 및 도 2에 나타내는 퓨즈 소자는, 예를 들면 도 3에 나타낸 바와 같은 퓨즈 기입용 회로에 일체로 구성되어 있고, 필요에 따라서 프로그래밍된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 퓨즈 소자(30)의 양단에는 센스용 트랜지스터(32, 34)가 각각 접속되어 있다. 퓨즈 소자(30)와 센스용 트랜지스터(32)의 접속 단자는 퓨즈 절단용 트랜지스터(36)를 통하여 접지되어 있다. 퓨즈 소자(30)와 센스용 트랜지스터(32)의 접속 단자는 퓨즈를 절단할 때에 소정의 전압을 인가하는 퓨즈 절단용 제어 회로가 접속되어 있다.The fuse element shown in FIG. 1 and FIG. 2 is integrated with the fuse write circuit as shown in FIG. 3, for example, and is programmed as needed. As shown in FIG. 3, sense transistors 32 and 34 are connected to both ends of the fuse element 30, respectively. The connection terminal of the fuse element 30 and the sense transistor 32 is grounded through the fuse cutting transistor 36. The connection terminal of the fuse element 30 and the sense transistor 32 is connected to the fuse cutting control circuit which applies a predetermined voltage when cutting the fuse.

다음에, 본 실시예에 의한 퓨즈 절단 방법에 대해서 도 3 및 도 4를 사용하여 설명한다. 또한, 본원 명세서에서, 퓨즈를 「절단」한다는 것은 퓨즈를 프로그래밍하는 것을 의미하는 것이며, 전기적으로 완전히 분리하는 것 외에 접속 저항을 높게 하는 것도 포함한다.Next, the fuse cutting method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. In addition, in this specification, "cutting" a fuse means programming a fuse, and also includes making connection resistance high, in addition to electrically disconnecting a fuse.

퓨즈 절단 시에는 퓨즈 소자(30)의 양단에 접속된 센스용 트랜지스터(32, 34)를 오프 상태로 한다. 이 상태에서, 예를 들면 500μsec 정도 동안, 퓨즈 절단용 트랜지스터(36)의 게이트 단자에 제어 전압을 인가하고, 퓨즈 절단용 트랜지스터(36)를 온 상태로 한다.At the time of fuse disconnection, the sense transistors 32 and 34 connected to both ends of the fuse element 30 are turned off. In this state, for example, about 500 microseconds, a control voltage is applied to the gate terminal of the fuse cutting transistor 36, and the fuse cutting transistor 36 is turned on.

이때, 퓨즈 절단용 제어 회로로부터 소정의 전압을 출력함으로써, 퓨즈 절단용 제어 회로로부터 퓨즈 소자(30) 및 퓨즈 절단용 트랜지스터(36)를 통하여 접지 전위로 향하는 전류 경로가 형성되어, 퓨즈 소자(30)에 전류가 흐른다. At this time, by outputting a predetermined voltage from the control circuit for cutting fuse, a current path is formed from the control circuit for cutting fuse to the ground potential through the fuse element 30 and the fuse cutting transistor 36, whereby the fuse device 30 Current flows through).

퓨즈 소자에 메탈 배선(22b)으로부터 메탈 배선(22a)으로 향하는 전류를 흘림으로써, 단면적이 좁은 콘택트 플러그(20a)와 배선부(14)의 콘택트부에서는 저항 가열에 의해 온도가 상승한다. 본원 발명자들이 시뮬레이션을 행한 결과에서는, O.1㎛ 지름의 콘택트부에 전류치 4mA의 전류를 흘렸을 경우, 콘택트부의 온도는 순간적으로 100O℃ 정도로 되어 있는 것도 추찰(推察)되었다.By flowing a current from the metal wiring 22b to the metal wiring 22a through the fuse element, the temperature of the contact plug 20a of the narrow cross-sectional area and the contact portion of the wiring portion 14 increases due to resistance heating. According to the results of the simulations performed by the inventors of the present invention, when a current having a current value of 4 mA flowed into a 0.1 µm diameter contact portion, the temperature of the contact portion was about 100 ° C. in an instant.

이러한 고온 상태가 되면, 음극 측의 콘택트 플러그(20a)를 구성하는 텅스텐(W)의 일렉트로 마이그레이션이 발생하여, 배선부(14) 내로 이동한다(도 4 참조). 본원 발명자 등이 단면 TEM 관찰 및 EDX 분석을 행한 결과, 500μsec의 구동에 의해 음극 측의 콘택트 플러그(20a) 중 텅스텐이 모두 배선부(14) 중으로 이동하는 것이 판명되었다.In such a high temperature state, electromigration of tungsten (W) constituting the contact plug 20a on the cathode side occurs, and moves into the wiring portion 14 (see FIG. 4). The inventors of the present invention and the like performed cross-sectional TEM observation and EDX analysis, and it was found that all tungsten in the contact plug 20a on the cathode side moved to the wiring portion 14 by driving of 500 µsec.

이러한 텅스텐의 마이그레이션에 의해, 음극 측의 콘택트 플러그(20a)와 배선부(14)는 단선(斷線) 상태가 되고, 메탈 배선(22a)과 메탈 배선(22b) 사이의 전기적 접속은 절단된다. 이에 따라, 퓨즈 소자의 절단이 완료한다. 본원 발명자 등이 퓨즈 절단 전후에서의 저항치의 변화를 측정한 결과, 퓨즈 절단 후의 저항치 는 약 6자리수 정도 상승하고 있었다.By the migration of tungsten, the contact plug 20a and the wiring portion 14 on the cathode side are in a disconnected state, and the electrical connection between the metal wiring 22a and the metal wiring 22b is cut off. Thus, the cutting of the fuse element is completed. As a result of measuring the change of resistance value before and after a fuse cutting, this inventors etc. rose about 6 digits after the fuse cutting.

퓨즈 절단용 제어 회로로부터 출력하는 전압은, 콘택트 플러그(20a)와 배선부(14) 사이의 콘택트부를 흐르는 전류의 전류 밀도가 5×106A·㎝-2 이상, 5×108A·㎝-2 이하가 되도록, 퓨즈 절단용 트랜지스터(36)의 사이즈, 배선부(14)의 길이, 콘택트 면적 등에 따라 적당하게 설정한다. 전류 밀도를 5×106A·㎝-2 이상으로 하는 것은, 그 이하의 전류 밀도에서는 콘택트 플러그의 메탈 재료를 충분히 마이그레이션할 수 없기 때문이며, 전류 밀도를 5×108A·㎝-2 이하로 하는 것은, 그 이상의 전류 밀도에서는 배선부(14)가 용단되어 버려 층간 절연막(16) 등에 크랙이 들어가는 등의 불량이 발생할 우려가 있기 때문이다.As for the voltage output from the control circuit for fuse cutting, the current density of the current which flows through the contact part between the contact plug 20a and the wiring part 14 is 5x10 <6> A * cm <-2> or more, 5x10 <8> A * cm It is suitably set according to the size of the fuse-cutting transistor 36, the length of the wiring portion 14, the contact area, and the like so as to be -2 or less. The current density of 5 × 10 6 A · cm −2 or more is because the metal material of the contact plug cannot be sufficiently migrated at the current density of less than 5 × 10 6 A · cm −2 , and the current density is 5 × 10 8 A · cm −2 or less. This is because a defect such as cracking of the wiring portion 14 and cracking in the interlayer insulating film 16 or the like may occur at a current density higher than that.

또한, 퓨즈 절단 시에는 5초 이하의 펄스 전류를 사용하는 것이 바람직하다. 5초를 넘는 펄스 전류를 사용하면, 퓨즈 영역을 넘어서 주변 소자의 온도가 상승하여 특성 변동을 발생시킬 우려가 있기 때문이다.In addition, it is preferable to use a pulse current of 5 seconds or less when cutting the fuse. This is because if a pulse current of more than 5 seconds is used, the temperature of the peripheral element may rise beyond the fuse region, causing characteristic fluctuations.

배선부(14)의 구성 재료는 폴리 실리콘의 외에 아모포스(amorphous) 실리콘이나 실리콘 게르마늄 등이어도 좋다.The constituent material of the wiring portion 14 may be amorphous silicon, silicon germanium, or the like, in addition to polysilicon.

이상의 순서에 의한 퓨즈 소자의 절단은 500μsec 정도로 매우 짧은 시간에 완료하기 때문에, 온도 상승은 배선부(14)의 국소 영역만으로 억제할 수 있다. 이에 따라, 주변 소자에의 영향을 방지할 수 있다. 또한, 종래법과 같은 용융 폭발이 아닌 마이그레이션을 이용하고 있기 때문에, 층간 절연막(16)에 크랙이 발생하 지 않는다. 따라서, 가드링 등의 크랙 방지를 설치할 필요가 없어 퓨즈 소자의 사이즈를 축소할 수 있다. 또한, 크랙에 의한 퓨즈 소자 근방의 배선 절단 등의 위험도 없고, 퓨즈 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 폴리 실리콘으로 이루어지는 배선부(14)와 콘택트 플러그(20)만으로 퓨즈 소자를 구성하기 때문에, 여분의 공정을 추가하지 않고 퓨즈 소자를 실현시킬 수 있어, 제조 비용을 저감할 수 있다.Since the cutting of the fuse element according to the above procedure is completed in a very short time of about 500 µsec, the temperature rise can be suppressed only in the local region of the wiring portion 14. Accordingly, the influence on the peripheral element can be prevented. In addition, since migration is used instead of melt explosion as in the conventional method, cracks do not occur in the interlayer insulating film 16. Therefore, it is not necessary to provide a crack prevention such as a guard ring, so that the size of the fuse element can be reduced. In addition, there is no risk of disconnection of wiring in the vicinity of the fuse element due to cracks, and the reliability of the fuse element can be improved. Further, since the fuse element is constituted only by the wiring portion 14 and the contact plug 20 made of polysilicon, the fuse element can be realized without adding an extra step, and the manufacturing cost can be reduced.

다음에, 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 제조 방법에 대해서 도 5 및 도 6을 사용하여 설명한다.Next, the manufacturing method of the fuse element which concerns on a present Example is demonstrated using FIG.

우선, 실리콘 기판(1O) 위에, 예를 들면 STI(Shallow Trench Isolation)법에 의해, 활성 영역을 확정하는 소자 분리막(12)을 형성한다(도 5(a)).First, an element isolation film 12 for determining an active region is formed on the silicon substrate 10 by, for example, a shallow trench isolation (STI) method (Fig. 5 (a)).

다음에, 전체 면에 예를 들면 CVD법에 의해, 예를 들면 막두께 150㎚의 폴리 실리콘막을 퇴적한다. 또한, 폴리 실리콘막 대신에 아모포스 실리콘을 퇴적하여도 좋다. Next, a polysilicon film having a thickness of 150 nm is deposited on the entire surface, for example, by CVD. Alternatively, amorphous silicon may be deposited instead of the polysilicon film.

다음에, 포토리소그래피 및 드라이 에칭에 의해 폴리 실리콘막을 패터닝하고, 소자 분리막(12) 위에 폴리 실리콘막으로 이루어지는 배선부(14)를 형성한다(도 5(b)). 퓨즈의 사이즈는, 예를 들면 폭을 0.20㎛, 길이를 0.60㎛로 한다.Next, the polysilicon film is patterned by photolithography and dry etching, and the wiring portion 14 made of the polysilicon film is formed on the element isolation film 12 (Fig. 5 (b)). The size of the fuse is, for example, 0.20 m in width and 0.60 m in length.

또한, 본 실시예에 의한 퓨즈 소자에서, 배선부(14)를 소자 분리막(12) 위에 배치하고 있는 것은, 퓨즈 절단 시의 열효율을 향상하기 위해서이다. 즉, 배선부(14)를 소자 분리막(12) 위에 형성함으로써, 배선부(14)에 전류를 흘림으로써 발생한 열이 기판을 통하여 식는 것을 억제할 수 있기 때문에, 배선부(14)의 온도가 올 라가기 쉬어져 퓨즈를 용이하게 절단할 수 있다.In the fuse element according to the present embodiment, the wiring portion 14 is disposed on the element isolation film 12 in order to improve the thermal efficiency at the time of cutting the fuse. That is, since the wiring portion 14 is formed on the element isolation film 12, the heat generated by flowing current through the wiring portion 14 can be suppressed from cooling down through the substrate, so that the temperature of the wiring portion 14 is raised. The fuse can be easily cut and the fuse can be easily cut.

다음에, 배선부(14)가 형성된 실리콘 기판(10) 위에, 예를 들면 CVD법에 의해, 예를 들면 막두께 700㎚의 실리콘 산화막을 퇴적한다. 이 후, CMP법에 의해 평탄화를 행하고, 실리콘 기판 상에서 300㎚의 막두께가 되도록 한다. 이에 따라, 실리콘 산화막으로 이루어지는 층간 절연막(16)을 형성한다.Next, a silicon oxide film having a film thickness of 700 nm, for example, is deposited on the silicon substrate 10 on which the wiring portion 14 is formed, for example, by the CVD method. Thereafter, planarization is carried out by the CMP method so as to have a thickness of 300 nm on the silicon substrate. As a result, an interlayer insulating film 16 made of a silicon oxide film is formed.

또한, 배선부(14) 위에 형성되는 층간 절연막(16)은 SiO2, SiON, SiN, PSG, BPSG 등의 비교적 강도가 있는 절연막에 의해 구성하는 것이 바람직하다. 층간 절연막(16)을 강도가 낮은 저유전율막이나 다공질막에 의해 구성했을 경우, 본 실시예에 의한 퓨즈의 절단 방법을 적용했을 경우에도, 퓨즈의 절단 시에 크랙 등의 데미지가 들어가 배선을 절단하는 등의 불량을 야기할 우려가 있기 때문이다.The interlayer insulating film 16 formed on the wiring portion 14 is preferably made of an insulating film having relatively high strength such as SiO 2 , SiON, SiN, PSG, BPSG, or the like. When the interlayer insulating film 16 is formed of a low dielectric constant film or a porous film having low strength, even when the fuse cutting method according to the present embodiment is applied, damage such as cracks enters and cuts the wire when the fuse is cut. This is because there is a risk of causing such defects.

다음에, 포토리소그래피 및 드라이에칭에 의해, 층간 절연막(16)에 배선부(14)의 양단부에 도달하는 컨택트홀(18a, 18b)을 형성한다(도 5(c)). 컨택트홀(18a, 18b)의 지름은, 예를 들면 0.1㎛로 한다.Next, by photolithography and dry etching, contact holes 18a and 18b reaching both ends of the wiring portion 14 are formed in the interlayer insulating film 16 (Fig. 5 (c)). The diameters of the contact holes 18a and 18b are 0.1 micrometer, for example.

다음에, 전체 면에 예를 들면 스퍼터법 또는 CVD법에 의해, 예를 들면 막두께 5㎚의 Ti막과 예를 들면 막두께 10㎚의 TiN막을 퇴적하고, Ti막 및 TiN막으로 이루어지는 밀착층을 형성한다.Next, a Ti film having a film thickness of 5 nm and a TiN film having a thickness of 10 nm, for example, are deposited on the entire surface by, for example, a sputtering method or a CVD method, and the adhesion layer is composed of a Ti film and a TiN film. To form.

다음에, 밀착층 위에 예를 들면 CVD법에 의해, 예를 들면 막두께 300㎚의 텅스텐막을 퇴적한다. Next, a tungsten film of, for example, a film thickness of 300 nm is deposited on the adhesion layer by, for example, the CVD method.

다음에, 예를 들면 CMP(Chemical Mechanical Polishing:화학적 기계적 연마) 법에 의해, 층간 절연막(16)의 표면이 노출할 때까지 텅스텐막 및 밀착층을 연마하고, 컨택트홀(18a)에 매립되는 밀착층 및 텅스텐막으로 이루어지는 콘택트 플러그(20a)와, 컨택트홀(18b)에 매립되는 밀착층 및 텅스텐막으로 이루어지는 콘택트 플러그(20b)를 형성한다(도 6(a)).Next, the tungsten film and the adhesion layer are polished until the surface of the interlayer insulating film 16 is exposed by, for example, a chemical mechanical polishing (CMP) method, and the adhesion is buried in the contact hole 18a. A contact plug 20a made of a layer and a tungsten film, and a contact plug 20b made of a tungsten film and an adhesion layer embedded in the contact hole 18b are formed (Fig. 6 (a)).

다음에, 콘택트 플러그(20a, 20b)가 매립된 층간 절연막(16) 위에, 통상의 배선층의 제조 프로세스에 의해 콘택트 플러그(20a)를 통하여 배선부(14)의 일단에 접속된 메탈 배선(22a)과, 콘택트 플러그(20b)를 통하여 배선부(14)의 타단에 접속된 메탈 배선(22b)을 형성한다(도 6(b)).Next, on the interlayer insulating film 16 in which the contact plugs 20a and 20b are embedded, the metal wiring 22a connected to one end of the wiring portion 14 through the contact plug 20a by a normal wiring layer manufacturing process. And the metal wiring 22b connected to the other end of the wiring portion 14 via the contact plug 20b (Fig. 6 (b)).

메탈 배선(22a, 22b)은 도전막을 퇴적하여 패터닝함으로써 형성된, 예를 들면 알루미늄 등으로 이루어지는 배선이어도 좋고, 소위 다마신법에 의해 형성된, 예를 들면 구리 등으로 이루어지는 배선이어도 좋다. 다마신법을 사용할 경우, 콘택트 플러그(20)와 메탈 배선(22)을 일체로 형성하여도 좋다. 이 경우, 배선층의 구성 재료인 구리 등이 마이그레이션에 의해 이동하고, 이로써 퓨즈를 절단할 수 있다.The metal wirings 22a and 22b may be formed of, for example, aluminum or the like formed by depositing and patterning a conductive film, or may be formed of, for example, copper or the like formed by the so-called damascene method. When the damascene method is used, the contact plug 20 and the metal wiring 22 may be formed integrally. In this case, copper, which is a constituent material of the wiring layer, moves by migration, whereby the fuse can be cut.

이 후, 필요에 따라, 메탈 배선(22a, 22b)에 접속되는 상층의 배선층 등을 형성하고, 퓨즈 소자를 완성한다.Thereafter, as necessary, an upper wiring layer or the like connected to the metal wirings 22a and 22b is formed to complete the fuse element.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 폴리 실리콘막으로 이루어지는 배선부와, 배선부의 일단 측에 접속된 제 1 콘택트부(콘택트 플러그(20b))와, 배선부의 타단 측에 접속되고 금속 재료를 포함하는 제 2 콘택트부(콘택트 플러그(20a))로 이루어지는 퓨즈 소자를 구성하고, 제 1 콘택트부 측으로부터 제 2 콘택트부 측에 전류를 흘려서 제 2 콘택트부의 금속 재료를 폴리 실리콘 중으로 마이그레이션시킴으로써 퓨즈 소자를 절단하므로, 퓨즈 절단 시에 주변 소자에 부여하는 데미지를 대폭으로 억제할 수 있다. 이에 따라, 퓨즈 회로를 크게 하지 않고, 층간 절연막의 크랙을 방지할 수 있다. 또한, 콘택트부의 금속 재료를 마이그레이션시킴으로써, 제 1 배선과 제 2 배선의 접속을 완전히 분리할 수 있으므로, 퓨즈 절단 전후에서 큰 저항 변화를 얻을 수 있다.As described above, according to the present embodiment, a wiring portion made of a polysilicon film, a first contact portion (contact plug 20b) connected to one end side of the wiring portion, and the other end side of the wiring portion include a metal material. A fuse element is constituted by a second contact portion (contact plug 20a), and a fuse element is cut by migrating a metal material of the second contact portion into polysilicon by flowing a current from the first contact portion side to the second contact portion side. Therefore, the damage to the peripheral element at the time of fuse cutting can be greatly suppressed. Thereby, the crack of an interlayer insulation film can be prevented without making a fuse circuit large. Further, by migrating the metal material of the contact portion, the connection between the first wiring and the second wiring can be completely disconnected, so that a large resistance change can be obtained before and after the fuse is cut.

[제 2 실시예]Second Embodiment

본 발명의 제 2 실시예에 의한 퓨즈 소자 및 그 절단 방법에 대해서 도 7 및 도 8을 사용하여 설명한다. 또한, 도 1 내지 도 6에 나타내는 제 1 실시예에 의한 퓨즈 소자 및 그 절단 방법과 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략 또는 간결하게 한다.A fuse element and a cutting method thereof according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. 1 to 6, the same components as those of the fuse element according to the first embodiment and the cutting method thereof are denoted by the same reference numerals to omit or simplify the description thereof.

도 7은 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 개략적인 단면도이고, 도 8은 본 실시예에 의한 다른 퓨즈의 절단 방법을 나타내는 개략적인 단면도이다. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a fuse element according to the present embodiment, and FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a method of cutting another fuse according to the present embodiment.

처음에, 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조에 대해서 도 7을 사용하여 설명한다.First, the structure of the fuse element according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

실리콘 기판(10)의 주표면에는 활성 영역을 획정하는 소자 분리막(12)이 형성되어 있다. 소자 분리막(12) 위에는 폴리 실리콘막(24)과 금속 실리사이드막(26)이 적층되어 이루어지는 폴리 사이드 구조의 배선부(14)가 형성되어 있다. 배선부(14)가 형성된 실리콘 기판(10) 위에는 층간 절연막(16)이 형성되어 있다. 층 간 절연막(16)에는 배선부(14)의 양단부에 접속된 콘택트 플러그(20a, 20b)가 매립되어 있다. 이렇게 해서, 콘택트 플러그(20b), 배선부(14) 및 콘택트 플러그(20a)가 직렬 접속되어 이루어지는 퓨즈 소자가 구성되어 있다. A device isolation film 12 defining an active region is formed on the main surface of the silicon substrate 10. On the device isolation film 12, a wiring portion 14 having a polyside structure in which the polysilicon film 24 and the metal silicide film 26 are stacked is formed. An interlayer insulating film 16 is formed on the silicon substrate 10 on which the wiring portion 14 is formed. Contact plugs 20a and 20b connected to both ends of the wiring portion 14 are embedded in the interlayer insulating film 16. In this way, the fuse element by which the contact plug 20b, the wiring part 14, and the contact plug 20a are connected in series is comprised.

콘택트 플러그(20a, 20b)가 매립된 층간 절연막(16) 위에는 콘택트 플러그(20a)를 통하여 배선부(14)의 일단에 접속된 메탈 배선(22a)과, 콘택트 플러그(20b)를 통하여 배선부(14)의 타단에 접속된 메탈 배선(22b)이 형성되어 있다.On the interlayer insulating film 16 in which the contact plugs 20a and 20b are embedded, the metal wiring 22a connected to one end of the wiring portion 14 through the contact plug 20a and the wiring portion (via the contact plug 20b). The metal wiring 22b connected to the other end of 14 is formed.

이와 같이, 본 실시예에 의한 퓨즈 소자는 배선부(14)가 폴리 실리콘막(24)과 금속 실리사이드막(26)의 적층막으로 이루어지는 폴리 사이드 구조를 갖는 점을 제외하고, 제 1 실시예에 의한 퓨즈 소자와 같다. 제 1 실시예에 의한 퓨즈 절단 방법은 본 실시예의 퓨즈 소자와 같이 폴리 사이드 구조를 갖는 배선부(14)의 경우에도 적용할 수 있다.As described above, the fuse element according to the present embodiment is the first embodiment except that the wiring portion 14 has a polyside structure composed of a laminated film of the polysilicon film 24 and the metal silicide film 26. Is the same as the fuse element. The fuse cutting method according to the first embodiment can be applied also to the case of the wiring portion 14 having the polyside structure as in the fuse element of this embodiment.

로직 반도체 장치 등의 고속 동작이 중요시되는 디바이스에서는, 게이트 저항을 내리기 위해서 폴리 사이드 구조의 게이트 전극을 사용하는 경우가 있다. 통상, 퓨즈 소자의 배선부(14)는 게이트 전극과 동시에 형성하기 때문에, 배선부(14)를 게이트 전극과 같은 폴리 사이드 구조로 구성한다면, 로직 반도체 장치의 제조 공정을 복잡하게 하지 않고 퓨즈 소자를 형성할 수 있다. 따라서, 폴리 사이드 구조의 배선부(14)를 절단 가능한 본 발명의 퓨즈 절단 방법은 매우 유효하다.In a device in which high speed operation such as a logic semiconductor device is important, a gate electrode having a polyside structure may be used to lower the gate resistance. In general, since the wiring portion 14 of the fuse element is formed at the same time as the gate electrode, if the wiring portion 14 is formed of the same polyside structure as the gate electrode, the fuse element can be formed without complicating the manufacturing process of the logic semiconductor device. Can be formed. Therefore, the fuse cutting method of this invention which can cut | disconnect the wiring part 14 of a polyside structure is very effective.

폴리 사이드 구조의 배선부(14)의 경우, 폴리 실리콘막(24) 위에 금속 실리사이드막(26)이 형성되어 있어도, 콘택트 플러그(20a) 중의 텅스텐이 일렉트로 마이그레이션에 의해 폴리 실리콘막(24) 중으로 마이그레이션할 때에 장애가 되지 않 는다. 또한, 금속 실리사이드막(26)을 구성하는 금속 원소(예를 들면, 코발트 실리사이드의 경우, 코발트)도 또한 마이그레이션에 의해 양극 측으로 이동한다. 따라서, 폴리 사이드 구조의 배선부(14)의 경우에도, 콘택트 플러그(20a)와 배선부(14) 사이의 접속을 용이하게 절단할 수 있고, 퓨즈 절단 전후에서의 저항 변동을 크게할 수 있다.In the case of the wiring portion 14 having the polyside structure, even if the metal silicide film 26 is formed on the polysilicon film 24, tungsten in the contact plug 20a migrates into the polysilicon film 24 by electromigration. It is not an obstacle when doing so. In addition, the metal elements constituting the metal silicide film 26 (for example, cobalt in the case of cobalt silicide) also move to the anode side by migration. Therefore, also in the case of the wiring part 14 of a polyside structure, the connection between the contact plug 20a and the wiring part 14 can be easily cut | disconnected, and the resistance variation before and behind a fuse cutting can be enlarged.

배선부(14)를 구성하는 폴리 실리콘막(24)에는 불순물을 첨가하지 않는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 퓨즈 절단 후의 저항치를 더 크게 할 수 있고, 회로 마진을 넓힐 수 있다.It is preferable that impurities are not added to the polysilicon film 24 constituting the wiring portion 14. By doing so, the resistance value after the fuse is cut can be increased, and the circuit margin can be widened.

또한, 폴리 사이드 구조의 배선부(14)를 사용할 경우, 퓨즈 절단용 트랜지스터(36)의 사이즈, 배선부(14)의 길이, 콘택트 면적 등을 적당하게 설정함으로써, 금속 실리사이드막(26)을 구성하는 금속 재료(예를 들면, 코발트 실리사이드의 경우, 코발트)의 마이그레이션만을 야기하는 것도 가능하다. 즉, 도 8에 나타낸 바와 같이, 음극 측의 금속 실리사이드막(26)이 양극 측으로 이동하여 콘택트 플러그(20a)로부터 이간함으로써, 음극 측의 콘택트 플러그(20a)와 배선부(14) 사이의 콘택트 저항이 상승하기 때문에, 퓨즈를 절단할 수 있다. In addition, when using the wiring part 14 of a polyside structure, the metal silicide film 26 is comprised by setting the magnitude | size of the fuse cutting transistor 36, the length of the wiring part 14, a contact area, etc. suitably. It is also possible to cause only migration of the metallic material (eg cobalt in the case of cobalt silicide). That is, as shown in Fig. 8, the metal silicide film 26 on the cathode side moves to the anode side and is separated from the contact plug 20a, whereby the contact resistance between the contact plug 20a and the wiring portion 14 on the cathode side. Since this rises, the fuse can be cut.

금속 실리사이드의 금속 재료를 마이그레이션에 의해 이동시키는 경우, 음극 측의 콘택트 플러그(20a)와 접속하는 폴리 실리콘막(24)의 폭은 콘택트 플러그(20) 폭의 10배 이하인 것이 바람직하다.When the metal material of the metal silicide is moved by migration, the width of the polysilicon film 24 that is connected to the contact plug 20a on the cathode side is preferably 10 times or less than the width of the contact plug 20.

또한, 폴리 실리콘막(24) 상의 금속 실리사이드막(26)은 폴리 실리콘막(24) 위에 퇴적하게 하여도 좋고, 통상의 샐리사이드 프로세스 등에 의해 형성하게 하여 도 좋다.The metal silicide film 26 on the polysilicon film 24 may be deposited on the polysilicon film 24 or may be formed by a conventional salicide process or the like.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 폴리 사이드 구조의 배선부와, 배선부의 일단 측에 접속된 제 1 콘택트부(콘택트 플러그(20b))와, 배선부의 타단 측에 접속되고 금속 재료를 포함하는 제 2 콘택트부(콘택트 플러그(20a))로 이루어지는 퓨즈 소자를 구성하고, 제 1 콘택트부 측으로부터 제 2 콘택트부 측에 전류를 흘려서 제 2 콘택트부의 금속 재료를 폴리 실리콘 중으로 마이그레이션시킴으로써 퓨즈 소자를 절단하므로, 퓨즈 절단 시에 주변 소자에 부여하는 데미지를 대폭으로 억제할 수 있다. 또한, 배선부의 금속 실리사이드막을 구성하는 금속 재료를 마이그레이션시킴으로써 퓨즈 소자를 절단하므로, 퓨즈 절단 시에 주변 소자에 부여하는 데미지를 대폭으로 억제할 수 있다. 이에 따라, 퓨즈 회로를 크게 하지 않고, 층간 절연막의 크랙을 방지할 수 있다. 또한, 콘택트부의 금속 재료를 마이그레이션시킴으로써, 제 1 배선과 제 2 배선의 접속을 완전히 분리할 수 있으므로, 퓨즈 절단 전후에서 큰 저항 변화를 얻을 수 있다. As described above, according to this embodiment, the wiring portion of the polyside structure, the first contact portion (contact plug 20b) connected to one end side of the wiring portion, and the other end portion of the wiring portion are made of a metal material. A fuse element composed of two contact portions (contact plugs 20a) is formed, and a fuse element is cut by migrating a metal material of the second contact portion into polysilicon by flowing a current from the first contact portion side to the second contact portion side. The damage to the peripheral element at the time of fuse disconnection can be significantly suppressed. In addition, since the fuse element is cut by migrating the metal material constituting the metal silicide film of the wiring portion, the damage to the peripheral element at the time of fuse cutting can be greatly suppressed. Thereby, the crack of an interlayer insulation film can be prevented without making a fuse circuit large. Further, by migrating the metal material of the contact portion, the connection between the first wiring and the second wiring can be completely disconnected, so that a large resistance change can be obtained before and after the fuse is cut.

[제 3 실시예]Third Embodiment

본 발명의 제 3 실시예에 의한 퓨즈 소자 및 그 절단 방법에 대해서 도 9 및 도 10을 사용하여 설명한다. 또한, 도 1 내지 도 8에 나타내는 제 1 및 제 2 실시예에 의한 퓨즈 소자 및 그 절단 방법과 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략 또는 간결하게 한다.A fuse element and a cutting method thereof according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In addition, components, such as the fuse element by the 1st and 2nd Example shown in FIGS. 1-8, and its cutting method, are attached | subjected with the same code | symbol, and description is abbreviate | omitted or concise.

도 9는 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 평면도이고, 도 10은 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 개략적인 단면도이다.9 is a plan view showing the structure of a fuse element according to the present embodiment, and FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the fuse element according to the present embodiment.

실리콘 기판(10)의 주표면에는 활성 영역을 획정하는 소자 분리막(12)이 형성되어 있다. 소자 분리막(12) 위에는 폴리 실리콘막(24)과 금속 실리사이드막(26)이 적층되어 이루어지는 폴리 사이드 구조의 배선부(14)가 형성되어 있다. 배선부(14)의 일단부(도면 우측)의 폭은 타단부(도면 좌측)의 폭보다도 넓게 되어 있다. 배선부(14)가 형성된 실리콘 기판(10) 위에는 층간 절연막(16)이 형성되어 있다. 층간 절연막(16)에는 배선부(14)의 양단부에 접속된 콘택트 플러그(20a, 20b)가 매립되어 있다. 배선부(14)의 상기 일단부 측에는 상기 타단부 측보다도 많은 콘택트 플러그(20b)가 형성되어 있다. 이렇게 해서, 콘택트 플러그(20b), 배선부(14) 및 콘택트 플러그(20a)가 직렬 접속되어 이루어지는 퓨즈 소자가 구성되어 있다.A device isolation film 12 defining an active region is formed on the main surface of the silicon substrate 10. On the device isolation film 12, a wiring portion 14 having a polyside structure in which the polysilicon film 24 and the metal silicide film 26 are stacked is formed. The width of one end (right side of the drawing) of the wiring portion 14 is wider than the width of the other end (left side of the drawing). An interlayer insulating film 16 is formed on the silicon substrate 10 on which the wiring portion 14 is formed. Contact plugs 20a and 20b connected to both ends of the wiring portion 14 are embedded in the interlayer insulating film 16. More contact plugs 20b are formed on the one end side of the wiring portion 14 than on the other end side. In this way, the fuse element by which the contact plug 20b, the wiring part 14, and the contact plug 20a are connected in series is comprised.

콘택트 플러그(20a, 20b)가 매립된 층간 절연막(16) 위에는 콘택트 플러그(20a)를 통하여 배선부(14)의 일단에 접속된 메탈 배선(22a)과, 콘택트 플러그(20b)를 통하여 배선부(14)의 타단에 접속된 메탈 배선(22b)이 형성되어 있다.On the interlayer insulating film 16 in which the contact plugs 20a and 20b are embedded, the metal wiring 22a connected to one end of the wiring portion 14 through the contact plug 20a and the wiring portion (via the contact plug 20b). The metal wiring 22b connected to the other end of 14 is formed.

이와 같이, 본 실시예에 의한 퓨즈 소자는 배선부(14)의 양극 측에 대응하는 상기 일단부(도면 우측)의 폭이 배선부(14)의 음극 측에 대응하는 상기 타단부(도면 좌측)의 폭보다도 넓게 되어 있고, 배선부(14)에 접속하는 콘택트 플러그(20b)의 수가 배선부(14)에 접속하는 콘택트 플러그(20a)의 수보다도 많게 되어 있는 것에 특징이 있다.As described above, in the fuse element according to the present embodiment, the width of the one end portion (the right side of the figure) corresponding to the anode side of the wiring portion 14 is the other end portion (the left side of the figure) corresponding to the cathode side of the wiring portion 14. It is characterized by being wider than the width of and having a larger number of contact plugs 20b connected to the wiring portion 14 than the number of contact plugs 20a connected to the wiring portion 14.

이렇게 하여 퓨즈 소자를 구성함으로써, 양극 측에서의 배선부(14)와 메탈 배선(22b) 사이의 콘택트 면적이 증가하여 접속 저항이 저감되고, 온도 상승을 억 제할 수 있다. By constructing the fuse element in this way, the contact area between the wiring portion 14 and the metal wiring 22b on the anode side increases, so that the connection resistance can be reduced and the temperature rise can be suppressed.

즉, 양극 측의 콘택트 수를 음극 측의 콘택트 수의 2배 이상으로 함으로써, 양극 측에 있는 콘택트의 저항은 1/2 이하가 된다. 발열량은 전류치를 I, 저항을 R로 하여, I2×R로 표시하므로, 콘택트를 2배로 하면 발열량은 1/2이 되어, 양극 측에서의 메탈 이동을 방지할 수 있다. 콘택트 수를 증가하는 대신에, 플러그(20b)의 면적을 증가함으로써, 배선부(14)와 콘택트 플러그(20b) 사이의 콘택트 면적을 증가시켜도 좋다. 또한, 양극 측의 배선부(14)의 폭을 2배 이상으로 하는 것에 의해서도 양극 측에서의 발열량을 1/2로 할 수 있다.That is, by making the number of contacts on the anode side at least twice the number of contacts on the cathode side, the resistance of the contacts on the anode side is 1/2 or less. The calorific value is represented by I 2 and R, with the current value I and the resistance R, and therefore, when the contact is doubled, the calorific value is 1/2, and the metal movement on the anode side can be prevented. Instead of increasing the number of contacts, the area of the plug 20b may be increased to increase the contact area between the wiring portion 14 and the contact plug 20b. In addition, by making the width of the wiring portion 14 on the anode side twice or more, the amount of heat generated on the anode side can be made 1/2.

따라서, 양극 측의 콘택트 플러그(20b)를 구성하는 텅스텐이 메탈 배선(22b) 방향으로 이동하여 주변의 소자 등에 유입되어, 그 특성을 열화시키는 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.Therefore, tungsten constituting the contact plug 20b on the anode side can move in the direction of the metal wiring 22b and flow into the peripheral element or the like, thereby preventing the failure of deteriorating its characteristics from occurring.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 양극 측 배선부의 폭을 음극 측 배선부의 폭보다도 넓히는 동시에, 배선부에 접속하는 양극 측의 콘택트 면적을 음극 측의 콘택트 면적보다도 넓게 함으로써, 양극 측에서의 배선부의 방열(放熱) 효율을 높일 수 있다. 이에 따라, 양극 측의 콘택트 플러그로부터 금속 재료가 주변 소자 등에 유입되어 특성 열화를 초래하는 것을 방지할 수 있다.As described above, according to this embodiment, the width of the anode side wiring portion is made wider than the width of the cathode side wiring portion, and the contact area of the anode side to be connected to the wiring portion is made wider than the contact area of the cathode side, whereby Increase the efficiency. As a result, it is possible to prevent the metallic material from flowing into the peripheral element or the like from the contact plug on the anode side, leading to deterioration of characteristics.

[제 4 실시예][Example 4]

본 발명의 제 4 실시예에 의한 퓨즈 소자 및 그 절단 방법에 대해서 도 11 및 도 12를 사용하여 설명한다. 또한, 도 1 내지 도 10에 나타내는 제 1 내지 제 3 실시예에 의한 퓨즈 소자 및 그 절단 방법과 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략 또는 간결하게 한다.A fuse element and a cutting method thereof according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12. In addition, components, such as the fuse element by the 1st-3rd Example shown in FIGS. 1-10, and its cutting method, are attached | subjected with the same code | symbol, and description is abbreviate | omitted or concise.

도 11은 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 평면도이고, 도 12는 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 개략적인 단면도이다. 11 is a plan view showing the structure of a fuse element according to the present embodiment, and FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the fuse element according to the present embodiment.

실리콘 기판(10)의 주표면에는 활성 영역(12a)을 획정하는 소자 분리막(12)이 형성되어 있다. 소자 분리막(12) 위에는 폴리 실리콘막(24)과 금속 실리사이드막(26)이 적층되어 이루어지는 폴리 사이드 구조의 배선부(14)가 형성되어 있다. 배선부(14)는 그 일단부(도면 우측)가 절연막(28)을 통하여 실리콘 기판(10)의 활성 영역(12a) 위에 형성되어 있고, 타단부(도면 좌측)가 소자 분리막(12) 위에 형성되어 있다. 배선부(14)가 형성된 실리콘 기판(10) 위에는 층간 절연막(16)이 형성되어 있다. 층간 절연막(16)에는 배선부(14)의 양단부에 접속된 콘택트 플러그(20a, 20b)가 매립되어 있다. 이렇게 해서, 콘택트 플러그(20b), 배선부(14) 및 콘택트 플러그(20a)가 직렬 접속되어 이루어지는 퓨즈 소자가 구성되어 있다. The element isolation film 12 defining the active region 12a is formed on the main surface of the silicon substrate 10. On the device isolation film 12, a wiring portion 14 having a polyside structure in which the polysilicon film 24 and the metal silicide film 26 are stacked is formed. One end portion (right side of the drawing) of the wiring portion 14 is formed on the active region 12a of the silicon substrate 10 through the insulating film 28, and the other end portion (left side of the drawing) is formed on the element isolation film 12. It is. An interlayer insulating film 16 is formed on the silicon substrate 10 on which the wiring portion 14 is formed. Contact plugs 20a and 20b connected to both ends of the wiring portion 14 are embedded in the interlayer insulating film 16. In this way, the fuse element by which the contact plug 20b, the wiring part 14, and the contact plug 20a are connected in series is comprised.

콘택트 플러그(20a, 20b)가 매립된 층간 절연막(16) 위에는, 콘택트 플러그(20a)를 통하여 배선부(14)의 상기 타단부에 접속된 메탈 배선(22a)과, 콘택트 플러그(20b)를 통하여 배선부(14)의 상기 일단부에 접속된 메탈 배선(22b)이 형성되어 있다. On the interlayer insulating film 16 in which the contact plugs 20a and 20b are embedded, the metal wiring 22a connected to the other end of the wiring portion 14 via the contact plug 20a and the contact plug 20b. The metal wiring 22b connected to the said one end part of the wiring part 14 is formed.

이와 같이, 본 실시예에 의한 퓨즈 소자는 배선부(14)의 양극 측에 대응하는 일단부가 활성 영역(12a) 위에 연장하고 있는 것에 특징이 있다.As described above, the fuse element according to the present embodiment is characterized in that one end portion corresponding to the anode side of the wiring portion 14 extends over the active region 12a.

활성 영역(12a) 위에 연장하는 배선부(14)는 트랜지스터의 게이트 절연막과 동시에 형성된 얇은 절연막(28)을 통하여 실리콘 기판(10) 위에 형성된다. 이 때문에, 활성 영역(12a) 위에 배선부(14)를 형성함으로써, 소자 분리막(12) 위에 배선부(14)를 형성할 경우와 비교하여, 배선부(14)에서 발생한 열을 실리콘 기판(10) 방향으로 용이하게 발산할 수 있다.The wiring portion 14 extending over the active region 12a is formed on the silicon substrate 10 through the thin insulating film 28 formed simultaneously with the gate insulating film of the transistor. For this reason, by forming the wiring portion 14 on the active region 12a, the heat generated in the wiring portion 14 is compared with the case where the wiring portion 14 is formed on the element isolation film 12. Can easily diverge in the direction of.

따라서, 이렇게 하여 퓨즈 소자를 구성함으로써, 배선부(14)의 양극 측에서의 방열 효율을 높일 수 있고, 온도 상승을 억제할 수 있다. 이에 따라, 양극 측의 콘택트 플러그(20b)를 구성하는 텅스텐이 메탈 배선(22b)방향으로 이동하여 주변의 소자 등에 유입되어, 그 특성을 열화시키는 등의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.Therefore, by constituting the fuse element in this way, the heat radiation efficiency at the anode side of the wiring portion 14 can be increased, and the temperature rise can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the tungsten constituting the contact plug 20b on the anode side from moving toward the metal wiring 22b and flowing into the peripheral element or the like, thereby deteriorating its characteristics.

또한, 배선부(14)가 연장하는 활성 영역의 면적은 퓨즈 절단 시에 배선부(14)에서 발열한 열이 퍼지는 정도로 큰 것이 바람직하다. 일례로서는 배선부(14)의 폭 0.30㎛에 대하여 활성 영역(12a)의 폭을 0.50㎛로 한다. 또한, 음극 측의 온도 상승을 방해하지 않도록, 활성 영역(12a)은 배선부(14)의 중간보다도 양극 측에 위치시키는 것이 바람직하다.In addition, the area of the active region that the wiring portion 14 extends is preferably large enough to spread heat generated by the wiring portion 14 when the fuse is cut. As an example, the width of the active region 12a is set to 0.50 µm with respect to the width of 0.30 µm of the wiring portion 14. In addition, the active region 12a is preferably positioned on the anode side rather than in the middle of the wiring portion 14 so as not to disturb the temperature rise on the cathode side.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 양극 측의 배선부를 활성 영역 위에 형성하므로, 양극 측의 방열 효율을 높일 수 있다. 이에 따라, 양극 측의 콘택트 플러그로부터 금속 재료가 주변 소자 등에 유입되어 특성 열화를 초래하는 것을 방지할 수 있다.Thus, according to this embodiment, since the wiring part on the anode side is formed on the active region, the heat radiation efficiency on the anode side can be improved. As a result, it is possible to prevent the metallic material from flowing into the peripheral element or the like from the contact plug on the anode side, leading to deterioration of characteristics.

[제 5 실시예][Example 5]

본 발명의 제 5 실시예에 의한 퓨즈 소자 및 그 절단 방법에 대해서 도 13을 사용하여 설명한다. 또한, 도 1 내지 도 12에 나타내는 제 1 내지 제 4 실시예에 의한 퓨즈 소자 및 그 절단 방법과 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략 또는 간결하게 한다. A fuse element and a cutting method thereof according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, components, such as the fuse element by the 1st-4th Example shown in FIGS. 1-12, and its cutting method, are attached | subjected with the same code | symbol, and description is abbreviate | omitted or concise.

도 13은 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 평면도이다.Fig. 13 is a plan view showing the structure of a fuse element according to the present embodiment.

본 실시예에 의한 퓨즈 소자는 메탈 배선(22)의 평면적인 형상이 다른 것 이외에는, 도 7 및 도 8에 나타내는 제 2 실시예에 의한 퓨즈 소자와 같다. 즉, 본 실시예에 의한 퓨즈 소자는 배선부(14)의 양극 측에 접속된 메탈 배선(22b)의 폭이 음극 측에 접속된 메탈 배선(22a)의 폭보다도 크게 되어 있는 것에 특징이 있다.The fuse element according to the present embodiment is the same as the fuse element according to the second embodiment shown in FIGS. 7 and 8 except that the planar shape of the metal wiring 22 is different. That is, the fuse element according to the present embodiment is characterized in that the width of the metal wiring 22b connected to the anode side of the wiring portion 14 is larger than the width of the metal wiring 22a connected to the cathode side.

이렇게 하여 퓨즈 소자를 구성함으로써, 배선부(14)의 양극 측에서의 방열 효율을 높일 수 있고 온도 상승을 억제할 수 있다. 이에 따라, 양극 측의 콘택트 플러그(20b)를 구성하는 텅스텐이 메탈 배선(22b) 방향으로 이동하여 주변의 소자 등에 유입되어, 그 특성을 열화시키는 등의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.By constituting the fuse element in this way, the heat radiation efficiency at the anode side of the wiring portion 14 can be increased and the temperature rise can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the tungsten constituting the contact plug 20b on the anode side from moving toward the metal wiring 22b and flowing into the peripheral element or the like, thereby deteriorating its characteristics.

음극 측의 메탈 배선(22a)의 폭은 퓨즈 절단 시의 전류에서 용단되지 않도록 콘택트 폭의 2배 정도인 것이 바람직하다. 다만, 너무 굵으면 콘택트에서의 발열이 메탈 배선(22a)을 통하여 발산되어 버리기 때문에, 5배 이하로 하는 것이 바람직하다. 한편, 양극 측의 메탈 배선(22b)의 폭은 양극에서의 메탈 이동을 방지하기 위해, 음극 측의 메탈 배선(22a) 폭의 2배 이상의 폭으로 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the width of the metal wiring 22a on the cathode side is about twice the width of the contact so as not to be melted by the current during fuse cutting. However, if too thick, heat generation from the contact is dissipated through the metal wiring 22a, so it is preferable to set it to 5 times or less. On the other hand, the width of the metal wiring 22b on the anode side is preferably at least twice the width of the metal wiring 22a on the cathode side in order to prevent metal movement at the anode.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 양극 측의 메탈 배선의 폭을 음극 측의 메탈 배선의 폭보다도 넓게 함으로써, 양극 측에서의 배선부의 방열 효율을 높일 수 있다. 이에 따라, 양극 측의 콘택트 플러그로부터 금속 재료가 주변 소자 등에 유입되어 특성 열화를 초래하는 것을 방지할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the heat radiation efficiency of the wiring portion on the anode side can be increased by making the width of the metal wiring on the anode side wider than the width of the metal wiring on the cathode side. As a result, it is possible to prevent the metallic material from flowing into the peripheral element or the like from the contact plug on the anode side, leading to deterioration of characteristics.

[제 6 실시예][Example 6]

본 발명의 제 6 실시예에 의한 퓨즈 소자 및 그 절단 방법에 대해서 도 14 및 도 15를 사용하여 설명한다. 또한, 도 1 내지 도 13에 나타내는 제 1 내지 제 5 실시예에 의한 퓨즈 소자 및 그 절단 방법과 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략 또는 간결하게 한다.A fuse element and a cutting method thereof according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 and 15. In addition, components, such as the fuse element by the 1st-5th embodiment shown in FIGS. 1-13, and its cutting method, are attached | subjected with the same code | symbol, and description is abbreviate | omitted or concise.

도 14는 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 평면도이고, 도 15는 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 개략적인 단면도이다. 14 is a plan view showing the structure of a fuse element according to the present embodiment, and FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the fuse element according to the present embodiment.

실리콘 기판(10)의 주표면에는 활성 영역(12a)을 획정하는 소자 분리막(12)이 형성되어 있다. 활성 영역(12a)은 퓨즈 소자의 일부를 이루는 것이며, 도 14에 나타낸 바와 같이, 한 방향으로 긴 직사각형 모양의 평면 형상을 갖고 있다. 또한, 본원 명세서에서는 퓨즈 소자의 일부를 구성하는 활성 영역(12a)의 부분을 「배선부」라고 표현하는 경우도 있다.The element isolation film 12 defining the active region 12a is formed on the main surface of the silicon substrate 10. The active region 12a forms part of the fuse element, and has a planar shape of a rectangular shape long in one direction as shown in FIG. In addition, in this specification, the part of the active area | region 12a which comprises a part of fuse element may be represented as "wiring part."

소자 분리막(12)이 형성된 실리콘 기판(10) 위에는 층간 절연막(16)이 형성되어 있다. 층간 절연막(16)에는 활성 영역(12a)의 단부(端部)에 접속된 콘택트 플러그(20a, 20b)가 매립되어 있다. 이렇게 해서, 콘택트 플러그(20b)(제 1 콘택트부), 활성 영역(12a)(배선부) 및 콘택트 플러그(20a)(제 2 콘택트부)가 직렬 접속되어 이루어지는 퓨즈 소자가 구성되어 있다.An interlayer insulating layer 16 is formed on the silicon substrate 10 on which the device isolation layer 12 is formed. Contact plugs 20a and 20b connected to the end portions of the active region 12a are embedded in the interlayer insulating film 16. In this way, the fuse element in which the contact plug 20b (1st contact part), the active area 12a (wiring part), and the contact plug 20a (second contact part) are connected in series is comprised.

콘택트 플러그(20a, 20b)가 매립된 층간 절연막(16) 위에는, 콘택트 플러그 (20a)를 통하여 활성 영역(12a)의 일단에 접속된 메탈 배선(22a)과, 콘택트 플러그(20b)를 통하여 활성 영역(12a)의 타단에 접속된 메탈 배선(22b)이 형성되어 있다.On the interlayer insulating film 16 in which the contact plugs 20a and 20b are embedded, the metal wiring 22a connected to one end of the active region 12a via the contact plug 20a and the active region through the contact plug 20b. The metal wiring 22b connected to the other end of 12a is formed.

이와 같이, 본 실시예의 퓨즈 소자는 활성 영역(12a)으로 이루어지는 배선부와, 배선부의 일단 측에 접속된 콘택트 플러그(20b)(제 1 콘택트부)와, 배선부의 타단부에 접속된 콘택트 플러그(20a)(제 2 콘택트부)를 갖는 것에 주된 특징이 있다.As described above, the fuse element of the present embodiment includes a wiring portion formed of the active region 12a, a contact plug 20b (first contact portion) connected to one end of the wiring portion, and a contact plug connected to the other end of the wiring portion. The main feature is to have 20a) (second contact portion).

실리콘 기판(10)을 통한 전류 경로를 갖는 퓨즈 소자의 경우에도, 제 1 실시예의 경우와 같이, 소정의 값 이상의 전류 밀도로 전류를 흘림으로써, 콘택트 플러그(20a)로부터 실리콘 기판(10) 중으로의 텅스텐의 마이그레이션이 발생한다. 따라서, 이러한 텅스텐의 마이그레이션에 의해 음극 측의 콘택트 플러그(20a)는 단선 상태가 되고, 메탈 배선(22a)과 메탈 배선(22b) 사이의 전기적 접속을 절단할 수 있다.Also in the case of a fuse element having a current path through the silicon substrate 10, as in the case of the first embodiment, by flowing a current at a current density of a predetermined value or more, the contact plug 20a from the silicon substrate 10 into the silicon substrate 10. Tungsten migration occurs. Therefore, by the migration of tungsten, the contact plug 20a on the cathode side is in a disconnected state, and electrical connection between the metal wiring 22a and the metal wiring 22b can be cut off.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 활성 영역의 실리콘층으로 이루어지는 배선부와, 배선부의 일단 측에 접속된 제 1 콘택트부(콘택트 플러그(20b))와, 배선부의 타단 측에 접속되고 금속 재료를 포함하는 제 2 콘택트부(콘택트 플러그(20a))(으)로 이루어지는 퓨즈 소자를 구성하고, 제 1 콘택트부 측으로부터 제 2 콘택트부 측에 전류를 흘려서 제 2 콘택트부의 금속 재료를 실리콘층 중에 마이그레이션시킴으로써 퓨즈 소자를 절단하므로, 퓨즈 절단 시에 주변 소자에 부여하는 데미지를 대폭으로 억제할 수 있다. 이에 따라, 퓨즈 회로를 크게 하지 않고, 층간 절연막의 크랙을 방지할 수 있다. 또한, 콘택트부의 금속 재료를 마이그레이션시킴으로써, 제 1 배선과 제 2 배선의 접속을 완전히 분리할 수 있으므로, 퓨즈 절단 전후에서 큰 저항 변화를 얻을 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the wiring portion made of the silicon layer in the active region, the first contact portion (contact plug 20b) connected to one end side of the wiring portion, and the other end side of the wiring portion are connected to the metal material. A fuse element comprising a second contact portion (contact plug 20a) is included, and a current flows from the first contact portion side to the second contact portion side to migrate the metal material of the second contact portion into the silicon layer. By cutting off the fuse element, damage to the peripheral element at the time of fuse cutting can be greatly suppressed. Thereby, the crack of an interlayer insulation film can be prevented without making a fuse circuit large. Further, by migrating the metal material of the contact portion, the connection between the first wiring and the second wiring can be completely disconnected, so that a large resistance change can be obtained before and after the fuse is cut.

[제 7 실시예][Seventh Embodiment]

본 발명의 제 7 실시예에 의한 퓨즈 소자 및 그 절단 방법에 대해서 도 16을 사용하여 설명한다. 또한, 도 1 내지 도 15에 나타내는 제 1 내지 제 6 실시예에 의한 퓨즈 소자 및 그 절단 방법과 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략 또는 간결하게 한다.A fuse element and a cutting method thereof according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, components, such as the fuse element which concerns on the 1st-6th embodiment shown in FIGS. 1-15, and its cutting method are attached | subjected with the same code | symbol, and description is abbreviate | omitted or concise.

도 16은 본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조를 나타내는 개략적인 단면이다. 16 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a fuse element according to the present embodiment.

본 실시예에 의한 퓨즈 소자는 기판으로서 SOI기판(40)을 사용하고 있는 것 이외에는 제 6 실시예에 의한 퓨즈 소자와 같다.The fuse element according to the present embodiment is the same as the fuse element according to the sixth embodiment except that the SOI substrate 40 is used as the substrate.

SOI기판(40)은 그 표면에 매립 절연층(42)과, 매립 절연층(42) 위에 형성된 SOI층(44)을 갖고 있다. SOI층(44)에는 밑면에서 매립 절연층(42)에 접속된 소자 분리막(12)이 설치되어 있다. 소자 분리막(12)에 의해 획정된 활성 영역(12a)에는 제 6 실시예와 같은 퓨즈 소자가 형성되어 있다.The SOI substrate 40 has a buried insulating layer 42 on its surface and an SOI layer 44 formed on the buried insulating layer 42. The SOI layer 44 is provided with an element isolation film 12 connected to the buried insulating layer 42 at the bottom. The same fuse element as in the sixth embodiment is formed in the active region 12a defined by the element isolation film 12.

SOI기판(40)을 사용하여 이와 같이 퓨즈 소자를 구성함으로써, 퓨즈 소자의 전류 경로가 되는 활성 영역(12a)은, 소자 분리막(12) 및 매립 절연층(42)에 의해 완전히 둘러싸인다. 따라서, 퓨즈 절단 시에 콘택트 플러그(20a)로부터 메탈이 활성 영역(12a) 내에 유입되어도, 그 메탈을 퓨즈 영역 내에 머물게 할 수 있다. 이에 따라, 메탈이 주변 소자까지 도달하여 특성 열화를 초래하는 것을 방지할 수 있다.By configuring the fuse element in this way using the SOI substrate 40, the active region 12a serving as the current path of the fuse element is completely surrounded by the element isolation film 12 and the buried insulation layer 42. Therefore, even if a metal flows into the active region 12a from the contact plug 20a at the time of fuse cutting, the metal can remain in the fuse region. Accordingly, it is possible to prevent the metal from reaching the peripheral element and causing the deterioration of properties.

본 실시예에 의한 퓨즈 소자의 구조는, 특히 콘택트 메탈로서 실리콘 중의 확산 계수가 높은 재료, 예를 들면 구리를 사용하는 것과 같은 경우에 매우 유효하다.The structure of the fuse element according to the present embodiment is particularly effective in the case of using a material having a high diffusion coefficient in silicon as a contact metal, for example, copper.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 퓨즈 소자를 SOI기판 위에 형성하므로, 제 1 배선을 활성 영역의 실리콘층에 형성하는 경우에도, 실리콘층 내에 유입한 금속 재료가 주변 소자까지 도달하여 특성 열화를 초래하는 것을 방지할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, since the fuse element is formed on the SOI substrate, even when the first wiring is formed in the silicon layer in the active region, the metal material flowing into the silicon layer reaches the peripheral element, resulting in deterioration of characteristics. Can be prevented.

[변형 실시예]Modified Example

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 여러 가지 변형이 가능하다.The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.

예를 들면, 상기 제 2 내지 제 5 실시예에서는, 배선부(14)를 폴리 실리콘막과 금속 실리사이드막이 적층된 폴리 사이드 구조로 하였지만, 제 1 실시예와 같은 폴리 실리콘 단층의 배선부(14)를 사용하여도 좋다.For example, in the second to fifth embodiments, the wiring portion 14 has a polyside structure in which a polysilicon film and a metal silicide film are laminated. However, the wiring portion 14 of the single polysilicon layer as in the first embodiment is used. May be used.

또한, 상기 제 3 실시예에서는 제 2 실시예의 퓨즈 소자에서, 배선부(14)의 양극 측에 접속되는 콘택트 플러그(20b)의 수를 음극 측에 접속되는 콘택트 플러그(20a)의 수보다도 많게 하였지만, 제 4 내지 제 7 실시예의 퓨즈 소자에서 배선부(14) 또는 활성 영역(12a)의 양극 측에 접속되는 콘택트 플러그(20b)의 수를 음극 측에 접속되는 콘택트 플러그(20a)의 수보다도 많게 하여도 좋다. 이에 따라, 양극 측의 방열 효율을 더 높일 수 있다.In the third embodiment, in the fuse element of the second embodiment, the number of contact plugs 20b connected to the anode side of the wiring portion 14 is larger than the number of contact plugs 20a connected to the cathode side. In the fuse elements according to the fourth to seventh embodiments, the number of the contact plugs 20b connected to the anode side of the wiring portion 14 or the active region 12a is larger than the number of the contact plugs 20a connected to the cathode side. You may also do it. Thereby, the heat radiation efficiency on the anode side can be further improved.

또한, 상기 제 4 실시예에서는 제 2 실시예의 퓨즈 소자에서, 배선부(14)의 양극 측의 일부분을 활성 영역(12a) 위에 형성했지만, 제 5 실시예의 퓨즈 소자에서 배선부(14)의 양극 측의 일부분을 활성 영역(12a) 위에 형성하도록 하여도 좋 다. 이에 따라, 양극 측의 방열 효율을 더 높일 수 있다.Further, in the fourth embodiment, a portion of the anode side of the wiring portion 14 is formed over the active region 12a in the fuse element of the second embodiment, but the anode of the wiring portion 14 in the fuse element of the fifth embodiment. A portion of the side may be formed over the active region 12a. Thereby, the heat radiation efficiency on the anode side can be further improved.

또한, 상기 제 5 실시예에서는 제 2 실시예의 퓨즈 소자에서, 양극 측의 메탈 배선(22b)의 폭을 음극 측의 메탈 배선(22a)의 폭보다도 넓게 했지만, 제 6 및 제 7 실시예의 퓨즈 소자에서 양극 측의 메탈 배선(22b)의 폭을 음극 측의 메탈 배선(22a)의 폭보다도 넓게 하여도 좋다. 이에 따라, 양극 측의 방열 효율을 더 높일 수 있다.Further, in the fifth embodiment, in the fuse element of the second embodiment, the width of the metal wiring 22b on the anode side is wider than the width of the metal wiring 22a on the cathode side. However, the fuse elements of the sixth and seventh embodiments. In this case, the width of the metal wiring 22b on the anode side may be wider than the width of the metal wiring 22a on the cathode side. Thereby, the heat radiation efficiency on the anode side can be further improved.

또한, 상기 제 1 내지 제 7 실시예에서는 콘택트 플러그(20a, 20b)는 층간 절연막(16)에 매립된 텅스텐 플러그로 하였지만, 구리 등의 다른 배선 재료로 이루어지는 콘택트 플러그에 의해 구성하여도 좋다. 또한, 콘택트 플러그(20a, 20b)는 메탈 배선(22a, 22b)과 일체로 형성된 배선층의 비어부여도 좋다. 콘택트 플러그는 전류를 흘림으로써 마이그레이션 하는 메탈 재료, 예를 들면 텅스텐, 구리, 알루미늄 등을 포함하는 도전성 재료로 구성하면 좋다.In the first to seventh embodiments, the contact plugs 20a and 20b are tungsten plugs embedded in the interlayer insulating film 16. However, the contact plugs 20a and 20b may be formed of contact plugs made of other wiring materials such as copper. In addition, the contact plugs 20a and 20b may be via portions of the wiring layer formed integrally with the metal wirings 22a and 22b. The contact plug may be made of a conductive material containing a metal material, for example, tungsten, copper, aluminum, or the like, which migrates by flowing a current.

또한, 상기 제 6 및 제 7 실시예에서는 활성 영역(12a)에 의해 퓨즈 소자의 배선부의 일부를 구성했지만, 활성 영역(12a) 위에 금속 실리사이드막을 형성하고, 제 2 실시예에 기재한 바와 같이 이 금속 실리사이드막을 구성하는 메탈 재료를 마이그레이션하여 퓨즈 소자의 저항치를 변화시켜도 좋다.In the sixth and seventh embodiments, a part of the wiring portion of the fuse element is formed by the active region 12a. However, a metal silicide film is formed on the active region 12a. The metal material constituting the metal silicide film may be migrated to change the resistance of the fuse element.

또한, 콘택트 플러그에는 티탄(Ti), 질화 티탄(TiN), 텅스텐, 질화 텅스텐(WN), 탄탈(Ta), 질화 탄탈(TaN) 등의 배리어 메탈을 설치하여도 좋다.The contact plug may be provided with a barrier metal such as titanium (Ti), titanium nitride (TiN), tungsten, tungsten nitride (WN), tantalum (Ta), or tantalum nitride (TaN).

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 특징을 정리하면 이하와 같다.As described above, the features of the present invention are summarized as follows.

(부기 1) 실리콘층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속되 고, 금속 재료를 포함하는 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 특에 접속되고, 금속 재료를 포함하는 제 2 콘택트부를 갖는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.(Supplementary Note 1) A second part including a wiring part comprising a silicon layer, a first contact part connected to one end side of the wiring part, containing a metal material, and a second end characteristic of the wiring part, and comprising a metal material. A fuse element having a contact portion.

(부기 2) 부기 1 기재의 퓨즈 소자에 있어서, (Supplementary Note 2) In the fuse element according to Supplementary Note 1,

상기 배선부는 상기 실리콘층 위에 형성된 금속 실리사이드층을 더 갖는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.And the wiring portion further comprises a metal silicide layer formed on the silicon layer.

(부기 3) 부기 1 또는 2 기재의 퓨즈 소자에 있어서, (Supplementary Note 3) In the fuse element according to Supplementary Note 1 or 2,

상기 제 1 콘택트부와의 접속 영역에서의 상기 배선부의 폭은, 상기 제 2 콘택트부와의 접속 영역에서의 상기 배선부의 폭보다도 넓은 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.The width | variety of the said wiring part in the connection area | region with the said 1st contact part is larger than the width | variety of the said wiring part in the connection area | region with the said 2nd contact part, The fuse element characterized by the above-mentioned.

(부기 4) 부기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 퓨즈 소자에 있어서,(Supplementary Note 4) The fuse element according to any one of Supplementary Notes 1 to 3,

상기 배선부와 상기 제 1 콘택트부의 콘택트 면적은, 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부의 콘택트 면적보다도 넓은 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.The contact area of the said wiring part and the said 1st contact part is larger than the contact area of the said wiring part and the said 2nd contact part, The fuse element characterized by the above-mentioned.

(부기 5) 부기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 퓨즈 소자에 있어서,(Supplementary Note 5) The fuse element according to any one of Supplementary Notes 1 to 4,

상기 배선부와 상기 제 1 콘택트부의 접속 영역 및 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부의 접속 영역은 소자 분리막 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.And the connection region of the wiring portion and the first contact portion and the connection region of the wiring portion and the second contact portion are formed on the element isolation film.

(부기 6) 부기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 퓨즈 소자에 있어서,(Supplementary Note 6) The fuse element according to any one of Supplementary Notes 1 to 4,

상기 배선부와 상기 제 1 콘택트부의 접속 영역은 활성 영역 위에 형성되어 있고, 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부의 접속 영역은 소자 분리막 위에 형성 되어 있는 것을 특징이라고 하는 퓨즈 소자.And a connection region of the wiring portion and the first contact portion is formed on an active region, and a connection region of the wiring portion and the second contact portion is formed on an element isolation film.

(부기 7) 부기 1내지 6 중 어느 하나에 기재된 퓨즈 소자에 있어서,(Supplementary Note 7) The fuse element according to any one of Supplementary Notes 1 to 6,

상기 제 1 콘택트부에 접속된 제 1 배선의 폭이 상기 제 2 콘택트부에 접속된 제 2 배선의 폭보다도 넓은 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.A width | variety of the 1st wiring connected to the said 1st contact part is larger than the width of the 2nd wiring connected to the said 2nd contact part, The fuse element characterized by the above-mentioned.

(부기 8) 부기 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 퓨즈 소자에 있어서,(Supplementary Note 8) The fuse element according to any one of Supplementary Notes 1 to 7,

상기 제 1 콘택트부에 접속된 제 1 배선은 상기 제 2 콘택트부에 접속된 제 2 배선보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.And a first wiring connected to said first contact portion is thicker than a second wiring connected to said second contact portion.

(부기 9) 부기 7 또는 8 기재의 퓨즈 소자에 있어서,(Supplementary Note 9) In the fuse element according to Supplementary Note 7 or 8,

상기 제 1 배선과 상기 제 1 콘택트부 및 상기 제 2 배선과 상기 제 2 콘택트부는 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.And the first wiring, the first contact portion, and the second wiring and the second contact portion are integrally formed.

(부기 10) 실리콘층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속되고 금속 재료를 포함하는 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속되고 금속 재료를 포함하는 제 2 콘택트부를 갖는 퓨즈 소자로서,(Supplementary Note 10) A wiring portion including a silicon layer, a first contact portion connected to one end side of the wiring portion and including a metal material, and a second contact portion connected to the other end side of the wiring portion and including a metal material, As a fuse element,

절단 후에는, 상기 제 2 콘택트부를 구성하는 상기 금속 재료의 적어도 일부가 상기 배선부 내로 이동하여, 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부가 전기적으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.And after cutting, at least a part of the metal material constituting the second contact portion moves into the wiring portion, and the wiring portion and the second contact portion are electrically separated from each other.

(부기 11) 실리콘층과 상기 실리콘층 위에 형성된 금속 실리사이드층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속된 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속된 제 2 콘택트부를 갖는 퓨즈 소자로서,(Appendix 11) A fuse having a wiring portion comprising a silicon layer and a metal silicide layer formed on the silicon layer, a first contact portion connected to one end of the wiring portion, and a second contact portion connected to the other end side of the wiring portion. As an element,

절단 후에는, 상기 금속 실리사이드층을 구성하는 금속 재료의 적어도 일부가 상기 제 1 콘택트부 측으로 이동하여, 상기 제 2 콘택트부가 상기 실리콘층에 접하고 있는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.And after cutting, at least a part of the metal material constituting the metal silicide layer is moved toward the first contact portion, and the second contact portion is in contact with the silicon layer.

(부기 12) 실리콘층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속된 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속되고 금속 재료를 포함하는 제 2 콘택트부를 갖는 퓨즈 소자의 절단 방법으로서,(Supplementary note 12) A method for cutting a fuse element having a wiring portion including a silicon layer, a first contact portion connected to one end side of the wiring portion, and a second contact portion connected to the other end side of the wiring portion and containing a metal material. As

상기 제 1 콘택트부로부터 상기 제 2 콘택트부에 상기 배선부를 통하여 전류를 흘리고, 상기 제 2 콘택트부의 상기 금속 재료를 상기 실리콘층 중으로 마이그레이션시킴으로써, 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부 사이의 접속 저항을 변화시키는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자의 절단 방법.A current flows from the first contact portion to the second contact portion through the wiring portion, and migrates the metal material of the second contact portion into the silicon layer, thereby connecting a connection resistance between the wiring portion and the second contact portion. A method of cutting a fuse element, characterized in that for changing.

(부기 13) 실리콘층과 상기 실리콘층 위에 형성된 금속 실리사이드층을 갖는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속된 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속된 제 2 콘택트부를 갖는 퓨즈 소자의 절단 방법으로서,(Supplementary Note 13) Fuse element having a wiring portion having a silicon layer and a metal silicide layer formed on the silicon layer, a first contact portion connected to one end side of the wiring portion, and a second contact portion connected to the other end side of the wiring portion. As a cutting method of

상기 제 1 콘택트부로부터 상기 제 2 콘택트부에 상기 배선부를 통하여 전류를 흘리고, 상기 금속 실리사이드층을 구성하는 금속 재료를 상기 제 1 콘택트부에 마이그레이션시킴으로써, 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부 사이의 접속 저항을 변화시키는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자의 절단 방법.A current flows from the first contact portion to the second contact portion through the wiring portion, and the metal material constituting the metal silicide layer is migrated to the first contact portion, thereby providing a connection between the wiring portion and the second contact portion. A method of cutting a fuse element, characterized by varying the connection resistance.

(부기 14) 부기 12 또는 13 기재의 퓨즈의 절단 방법에 있어서,(Supplementary Note 14) In the method for cutting a fuse according to Supplementary Note 12 or 13,

상기 콘택트부에서의 전류 밀도가 5×106A·㎝-2 이상, 5×108A·㎝-2 이하가 되도록, 상기 제 1 배선으로부터 상기 제 2 배선으로 흘리는 전류치를 설정하는 것을 특징으로 하는 퓨즈의 절단 방법. A current value flowing from the first wiring to the second wiring is set so that the current density at the contact portion is 5 × 10 6 A · cm −2 or more and 5 × 10 8 A · cm −2 or less. How to cut a fuse.

(부기 15) 부기 12 내지 14 중 어느 하나에 기재된 퓨즈의 절단 방법에 있어서,(Supplementary Note 15) In the method for cutting a fuse according to any one of Supplementary Notes 12 to 14,

상기 제 1 배선으로부터 상기 제 2 배선에 흘리는 전류를 5초 이하의 펄스 전류로 하는 것을 특징으로 하는 퓨즈의 절단 방법. And a current that flows from the first wiring to the second wiring is a pulse current of 5 seconds or less.

본 발명에 의하면, 실리콘층을 포함하는 배선부와, 배선부의 일단 측에 접속된 제 1 콘택트부와, 배선부의 타단 측에 접속되고 금속 재료를 포함하는 제 2 콘택트부로 이루어지는 퓨즈 소자를 구성하고, 제 1 콘택트부 측으로부터 제 2 콘택트부 측에 전류를 흘려서, 제 2 콘택트부의 금속 재료를 실리콘층 중으로 마이그레이션시킴으로써 퓨즈 소자를 절단하므로, 퓨즈 절단 시의 주변 소자에 부여하는 데미지를 대폭으로 억제할 수 있다. 이에 따라, 퓨즈 회로를 크게 하지 않고, 층간 절연막의 크랙을 방지할 수 있다. 또한, 콘택트부의 금속 재료를 마이그레이션시킴으로써, 제 1 배선과 제 2 배선의 접속을 완전하게 분리할 수 있으므로, 퓨즈 절단 전후에 있어서 큰 저항 변화를 얻을 수 있다. According to the present invention, there is provided a fuse element comprising a wiring portion including a silicon layer, a first contact portion connected to one end side of the wiring portion, and a second contact portion connected to the other end side of the wiring portion and containing a metal material, Since current flows from the first contact portion side to the second contact portion side and the metal material of the second contact portion is migrated into the silicon layer to cut the fuse element, damage to the peripheral element at the time of fuse cutting can be greatly suppressed. have. Thereby, the crack of an interlayer insulation film can be prevented without making a fuse circuit large. In addition, by migrating the metal material of the contact portion, the connection between the first wiring and the second wiring can be completely separated, so that a large resistance change can be obtained before and after the fuse is cut.

Claims (18)

삭제delete 삭제delete 실리콘층을 포함하는 배선부와,A wiring portion including a silicon layer, 상기 배선부의 일단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 1 콘택트부와, A first contact portion connected to one end of the wiring portion and comprising a metal material; 상기 배선부의 타단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 2 콘택트부를 포함하며,It is connected to the other end side of the said wiring part, Comprising a 2nd contact part which consists of a metal material, 상기 제 1 콘택트부와의 접속 영역에서의 상기 배선부의 폭은, 상기 제 2 콘택트부와의 접속 영역에서의 상기 배선부의 폭보다도 넓은 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.The width | variety of the said wiring part in the connection area | region with the said 1st contact part is larger than the width | variety of the said wiring part in the connection area | region with the said 2nd contact part, The fuse element characterized by the above-mentioned. 실리콘층을 포함하는 배선부와,A wiring portion including a silicon layer, 상기 배선부의 일단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 1 콘택트부와, A first contact portion connected to one end of the wiring portion and comprising a metal material; 상기 배선부의 타단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 2 콘택트부를 포함하며,It is connected to the other end side of the said wiring part, Comprising a 2nd contact part which consists of a metal material, 상기 배선부와 상기 제 1 콘택트부의 콘택트 면적은 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부의 콘택트 면적보다도 넓은 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.The contact area of the said wiring part and the said 1st contact part is larger than the contact area of the said wiring part and the said 2nd contact part, The fuse element characterized by the above-mentioned. 실리콘층을 포함하는 배선부와,A wiring portion including a silicon layer, 상기 배선부의 일단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 1 콘택트부와, A first contact portion connected to one end of the wiring portion and comprising a metal material; 상기 배선부의 타단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 2 콘택트부를 포함하며,It is connected to the other end side of the said wiring part, Comprising a 2nd contact part which consists of a metal material, 상기 배선부와 상기 제 1 콘택트부의 접속 영역 및 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부의 접속 영역은 소자 분리막 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.And the connection region of the wiring portion and the first contact portion and the connection region of the wiring portion and the second contact portion are formed on the element isolation film. 실리콘층을 포함하는 배선부와,A wiring portion including a silicon layer, 상기 배선부의 일단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 1 콘택트부와, A first contact portion connected to one end of the wiring portion and comprising a metal material; 상기 배선부의 타단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 2 콘택트부를 포함하며,It is connected to the other end side of the said wiring part, Comprising a 2nd contact part which consists of a metal material, 상기 배선부와 상기 제 1 콘택트부의 접속 영역은 활성 영역 위에 형성되어 있고, 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부의 접속 영역은 소자 분리막 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자. And a connection region of the wiring portion and the first contact portion is formed on an active region, and a connection region of the wiring portion and the second contact portion is formed on an element isolation film. 실리콘층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속되고 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속되고 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 2 콘택트부를 포함하는 퓨즈 소자로서,A fuse including a wiring portion including a silicon layer, a first contact portion connected to one end of the wiring portion and comprising a metal material, and a second contact portion connected to the other end side of the wiring portion and including a metal material. As an element, 상기 퓨즈 소자의 절단 후에는, 상기 제 2 콘택트부를 구성하는 상기 금속 재료의 적어도 일부가 상기 배선부 내로 이동하여, 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부가 전기적으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.And after the cutting of the fuse element, at least a part of the metal material constituting the second contact portion moves into the wiring portion, and the wiring portion and the second contact portion are electrically separated from each other. 실리콘층과 상기 실리콘층 위에 형성된 금속 실리사이드층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속된 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속된 제 2 콘택트부를 포함하는 퓨즈 소자로서,A fuse element comprising a wiring portion including a silicon layer and a metal silicide layer formed on the silicon layer, a first contact portion connected to one end of the wiring portion, and a second contact portion connected to the other end side of the wiring portion, 상기 퓨즈 소자의 절단 후에는, 상기 금속 실리사이드층을 구성하는 금속 재료의 적어도 일부가 상기 제 1 콘택트부 측으로 이동하여, 상기 제 2 콘택트부가 상기 실리콘층에 접하고 있는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.And after the cutting of the fuse element, at least a part of the metal material constituting the metal silicide layer is moved toward the first contact portion, and the second contact portion is in contact with the silicon layer. 실리콘층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속된 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속되고 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 2 콘택트부를 포함하는 퓨즈 소자의 절단 방법으로서,A method for cutting a fuse element comprising a wiring portion including a silicon layer, a first contact portion connected to one end side of the wiring portion, and a second contact portion connected to the other end side of the wiring portion and made of a metal material, 상기 제 1 콘택트부로부터 상기 제 2 콘택트부에 상기 배선부를 통하여 전류를 흘리고, 상기 제 2 콘택트부의 상기 금속 재료를 상기 실리콘층 중에 마이그레이션시킴으로써, 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부 사이의 접속 저항을 변화시키는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자의 절단 방법.A current flows from the first contact portion to the second contact portion through the wiring portion and migrates the metal material of the second contact portion into the silicon layer, thereby connecting a connection resistance between the wiring portion and the second contact portion. A method of cutting a fuse element, characterized in that for changing. 실리콘층과 상기 실리콘층 위에 형성된 금속 실리사이드층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속된 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속된 제 2 콘택트부를 포함하는 퓨즈 소자의 절단 방법으로서,Cutting of a fuse element comprising a wiring portion comprising a silicon layer and a metal silicide layer formed on the silicon layer, a first contact portion connected to one end of the wiring portion, and a second contact portion connected to the other end side of the wiring portion. As a method, 상기 제 1 콘택트부로부터 상기 제 2 콘택트부에 상기 배선부를 통하여 전류를 흘리고, 상기 금속 실리사이드층을 구성하는 금속 재료를 상기 제 1 콘택트부 측으로 마이그레이션시킴으로써, 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부 사이의 접속 저항을 변화시키는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자의 절단 방법.A current flows from the first contact portion to the second contact portion through the wiring portion, and the metal material constituting the metal silicide layer is migrated to the first contact portion side, thereby providing a connection between the wiring portion and the second contact portion. A method of cutting a fuse element, characterized by varying the connection resistance. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 3 to 6, 상기 배선부는 상기 실리콘층 위에 형성된 금속 실리사이드층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퓨즈 소자.The wiring unit further comprises a metal silicide layer formed on the silicon layer. 실리콘층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 2 콘택트부를 포함하며, 상기 제 1 콘택트부와의 접속 영역에서의 상기 배선부의 폭은, 상기 제 2 콘택트부와의 접속 영역에서의 상기 배선부의 폭보다도 넓은 퓨즈 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.A wiring portion including a silicon layer, a first contact portion connected to one end side of the wiring portion and comprising a metal material, and a second contact portion connected to the other end side of the wiring portion and made of a metal material, are included. And a width of the wiring portion in the connection region with the first contact portion is larger than a width of the wiring portion in the connection region with the second contact portion. 실리콘층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 2 콘택트부를 포함하며, 상기 배선부와 상기 제 1 콘택트부의 콘택트 면적은 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부의 콘택트 면적보다도 넓은 퓨즈 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.A wiring portion including a silicon layer, a first contact portion connected to one end side of the wiring portion and comprising a metal material, and a second contact portion connected to the other end side of the wiring portion and made of a metal material, are included. And a contact area of the wiring portion and the first contact portion is larger than a contact area of the wiring portion and the second contact portion. 실리콘층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 2 콘택트부를 포함하며, 상기 배선부와 상기 제 1 콘택트부의 접속 영역 및 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부의 접속 영역은 소자 분리막 위에 형성되어 있는 퓨즈 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.A wiring portion including a silicon layer, a first contact portion connected to one end side of the wiring portion and comprising a metal material, and a second contact portion connected to the other end side of the wiring portion and made of a metal material, are included. And the connection region of the wiring portion and the first contact portion and the connection region of the wiring portion and the second contact portion include a fuse element formed over the element isolation film. 실리콘층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속되고, 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 2 콘택트부를 포함하며, 상기 배선부와 상기 제 1 콘택트부의 접속 영역은 활성 영역 위에 형성되어 있고, 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부의 접속 영역은 소자 분리막 위에 형성되어 있는 퓨즈 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.A wiring portion including a silicon layer, a first contact portion connected to one end side of the wiring portion and comprising a metal material, and a second contact portion connected to the other end side of the wiring portion and made of a metal material, are included. And a connection region between the wiring portion and the first contact portion is formed over an active region, and a connection region between the wiring portion and the second contact portion includes a fuse element formed over an element isolation film. . 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 12 to 15, 상기 배선부는 상기 실리콘층 위에 형성된 금속 실리사이드층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.And the wiring part further comprises a metal silicide layer formed on the silicon layer. 실리콘층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속되고 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속되고 금속 재료를 포함하여 이루어지는 제 2 콘택트부를 포함하는 퓨즈 소자를 구비하는 반도체 장치로서,A fuse including a wiring portion including a silicon layer, a first contact portion connected to one end of the wiring portion and comprising a metal material, and a second contact portion connected to the other end side of the wiring portion and including a metal material. A semiconductor device comprising an element, 상기 퓨즈 소자의 절단 후에는, 상기 제 2 콘택트부를 구성하는 상기 금속 재료의 적어도 일부가 상기 배선부 내로 이동하여, 상기 배선부와 상기 제 2 콘택트부가 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.And after cutting of the fuse element, at least a part of the metal material constituting the second contact portion moves into the wiring portion, and the wiring portion and the second contact portion are electrically separated. 실리콘층과 상기 실리콘층 위에 형성된 금속 실리사이드층을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일단 측에 접속된 제 1 콘택트부와, 상기 배선부의 타단 측에 접속된 제 2 콘택트부를 포함하는 퓨즈 소자를 구비하는 반도체 장치로서,And a fuse part including a silicon layer and a metal silicide layer formed on the silicon layer, a first contact part connected to one end of the wiring part, and a second contact part connected to the other end side of the wiring part. As a semiconductor device to 상기 퓨즈 소자의 절단 후에는, 상기 금속 실리사이드층을 구성하는 금속 재료의 적어도 일부가 상기 제 1 콘택트부 측으로 이동하여, 상기 제 2 콘택트부가 상기 실리콘층에 접하고 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.And after cutting of the fuse element, at least a part of the metal material constituting the metal silicide layer moves toward the first contact portion, and the second contact portion is in contact with the silicon layer.
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